Voir p

SUR LA PHOTOMËTRIE. 273

cristal de roche taillée parallèlement à Taxe et dont les angles de la section principale avec le plan de polarisation puissent être déternf)inés par un cercle gradué , et ensuite à travers une pile composée d'un nombre d'éléments déterminés et sous des inclinaisons convenables pour faire disparaître toute trace de coloration au polariscope. On obtiendra ainsi un polarimètre gradué. C'est pette méthode qu'à ma prière M. Laugier a suivie pour remplir la table que je vais mettre sous les yeux du lecteur.

Dans cette table, au-dessous des quantités de lumière neutre et de lumière polarisée contenues dans le rayon soumis à l'épreuve, on trouve les inclinaisons sous lesquelles ce rayon doit traverser des piles, d'une, de deux,

lie trois, de dix lames de verre pour qu'il devienne

ieutre.

Cette table pourra servir à résoudre une multitude de questions d'optique, à étudier la composition des rayons réfléchis et transmis par diverses substances aux différentes incidences, à déterminer les lois de la polarisation de la lumière de l'atmosphère, etc. Quoiqu'elle ne renferme que des déterminations relatives à des lames de verre, il est facile de voir qu'elle pourra servir pour trouver la composition de rayons qui eussent semblé exiger remploi de piles composées d'un plus grand nombre d'éléments. En effet, j'ai donné (p. 209) une table qui indique le rapport des intensités de la lumière réfléchie et de la lumière transmise par une lame de verre à faces parallèles sous diverses inclinaisons. D'un autre côté, d'après la loi que j'ai découverte sur l'égalité qui existe

entre les quantités de lumière polarisée des deux faisceaux réfléchi et transmis, la proportion de lumière polarisée déterminée après l'interposition d'une lame de verre sous un angle connu servira à donner la proportion primitive , c'est-à-dire celle que l'expérience ne fournissait pas directement. On comprend aussi que, inversement, l'étude, par le moyen du polarimètre gradué, des proportions de lumière polarisée contenues dans des rayons réfléchis ou transmis sous des inclinaisons très-voisines de la perpendiculaire, fera connaître le rapport des intensités des faisceaux.

Table des inclinaisons sous lesquelles une pile de glaces dépolarise un faisceau de lumière polarisée lorsquHl traverse une plaque de cristal de roche dans différente azimuts.

Azimut de la plaque de cristal de roche à partir de la section principale = i =» 25" 0' 27'30' 30*0' 32'3(r

Lumière polarisée contenue dans le faisceau = cos 2 1=... 0.6/i3 0.57/i 0.500 0./i23

Lumière neutre contenue dans le faisceau « 2 sin* i » 0,357 0./i26 0.500 0.577

Nombres Angles sods lesquels

des éléments la pile ae glaces dépolarise.

de la pile ^^^^^___

de glaces. • — '■" "— "^

/j 26^38' 33''Zi5' 37 25 4152

SUR LA PHOTOMÉÏRIB. 275

Azimut de la plaque de cristal de roche à partir de la section

principale = t = 35* 0' 37" 30' ZiO" 0' kT 30'

Lumière polarisée contenue

daDslefaîsceau = cos2t=. ... 0.3/3i2 0.259 0.174 0.087

Lumière neutre contenue dans

le faisceau = 2 sin" i = 0.658 0.741 0.826 0.913

Nombres Angles sous lesquels

des éléments la pile de glaces dépolarise.

de la pÛe ^.«-^__^

de glaces. • — "" "^ " " "

1 18-68' 25* 6' STUT 38"01'

Le polariraètre , ainsi que le montre la figure ci-jointe (fig. 9, p. 276), est un instrument très-portatif, facilement maniable, dont les voyageurs se serviront sans difficulté. Il pourra être tenu à la main oli posé sur une table au moyen d'un pied. Le cercle gradué mn indiquera sans difficulté l'angle de la pile de glaces pq^ avec le rayon lumineux pénétrant dans le polariscopie ao par l'objectif o; un verniér v donnera au besoin les minutes de degré. On empêchera les rayons réfléchis par la pile de pénétrer dans la lunette polariscopique par une bande de drap tendue en sr.

La lunette étant mobile en c sur son pied, prendra par rapport à l'horizon diverses positions angulaires qu'on pourra mesurer par le cercle gradué de entraîné dans les

»6 SIXIÈME HËHOIRE

mouvements de la lunette, le niveau ft bulle d'air /j marquant la ligne horizontale.

On eût pu arriver à la graduation du polarimètre d'une autre manière.

Kg. ». — Polailmtirg de M. J

Qu'on imagine une lunette prismatique de Rochon, portant un bouchon percé de deux ouvertures égaies: que devant ces ouvertures on place les deux moitiés d'une

SUR LA PHOTOMÉTRfE. 277

même tourmaline arrangées de manière à avoir leurs sections principales rectangulaires. Dans la lunette ainsi disposée, les images focales se trouveront formées de deux faisceaux polarisés à angles droits. Or on pourra graduer à volonté leurs intensités relatives en couvrant telle ou telle portion de la surface d'une des tourmalines. En plaçant sur le trajet des deux faisceaux aboutissant au foyer une lame de cristal de roche perpendiculaire à Taxe, on colorera les images ; à l'aide de plaques de verre ordinaire, plus ou moins inclinées, situées entre l'objectif et la lame cristalline, on pourra effacer ces couleurs. Les expériences donneront donc une échelle d'inclinaison des lames, correspondante à la neutralisation des faisceaux contenant toutes les proportions possibles de lumière polarisée. Cela fait, la lunette, débarrassée de ses tourmalines, devient un moyen efficace d'étudier la composition de tous les rayons lumineux , réfléchis ou transmis sous toutes sortes d'angles et par toutes les espèces de matières.

COLORIGRADB — CTANOMÈTRE

Dès 1815 je me suis occupé d'appliquer la variation des teintes de diverses couleurs que fournit la polarisation chromatique à la mesure de Tintensité des lumières colorées. J'ai mis en 1845 sous les yeux de l'Académie des sciences la lunette polarimétrique dont je me suis servi pour faire diverses expériences sur le sujet si délicat des causes de la coloration des corps et sur la mesure de

278 SIXIÈME MÉMOinfi

l'intensité des diverses couleurs^. Cet instrument est encore une lunette prismatique, mais celle-ci porte devant Tobjectif une lame de cristal de roche taillée perpendiculairement à l'axe, qui est composée de deux plaques d'égale épaisseur, exerçant sur la lumière polarisée des actions de sens opposés, accolées l'une à côté de l'autre. Une pareille lame de quartz ainsi préparée fait tourner la lumière polarisée en sens contraires dans les deux moitiés de son étendue. 11 en résulte que dans une certaine position de la lunette, la lumière, même quand elle arrive complètement polarisée, donne des images incolores. Lorsque cette position est trouvée expérimentalement, on n'a qu'à couvrir des portions aliquotes quelconques d'une des deux moitiés de la lame, et les images se colorent par des parties aliquotes correspondantes des deux couleurs dont se teindraient les deux images si elles se formaient à l'aide de la lumière polarisée transmise seulement par l'une des deux moitiés de la plaque. On aura donc des rapports déterminés entre les intensités d'une même couleur. Par conséquent, en employant cette lunette avec des verres monochromatiques, on pourra résoudre une

i. J'ai présenté en 18/i5 cette lunette à l'Académie parce qu'un artiste de talent, M. Soleil, qui a pour successeur son gendre, M. Duboscq, autre artiste très-habile, a communiqué dans la même séance un instrument où les lames de cristal de roche à deux rotations jouent un rôle essentiel et très-curieux. Or, quoique les deux appareils soient entièrement distincts par leur forme et par leur objet, j'ai tenu à montrer que le mien a précédé celui de l'ingénieux opticien. Les savants doivent, suivant moi , respecter jusqu'au scrupule les droits des artistes qui travaillent pour eux. S'il était vrai que ce principe eût été quelquefois méconnu , j'aurais montré par ces explications combien il me paraît sacré.

SUR LA PHOTOMETRIE. Î79

multitude de problèmes relatifs à la photométrîe compliqués de phénomènes de polarisation.

J'ai aussi construit en 1815 un cyanomètre dont M. Biot a bien voulu insérer l'annonce dans le Bulletin de la Société philomatique pour janvier 1817 ^ et dans lequel je trouvais le bleu eh recevant à travers un tube terminé d'un côté par une plaque de cristal de roche perpendiculaire à l'axe et de l'autre par un prisme achromatisé doué de la double réfraction , un rayon polarisé par réflexion sur un verre noir. J'ai décrit ailleurs cet instrument et j'ai indiqué les objections qu'on pouvait faire

1. La Note de M. Biot, insérée dans le Bulletin de la Société philomatiqxie de 1817, est ainsi conçue : « En décrivant dans un des derniers numéros de ce fiuHetin la construction d^un colorigrade comparable, qui reproduit graduellement toutes les teintes des anneaux de Newton, par raction progressivement croissante d'une plaque de cristal sur un rayon de lumière polarisée , j'ai expliqué comment cet appareil, à l'aide d'une modification très -simple, pouvait se transformer en un cyanomètre dans lequel les diverses nuances de bleu étaient successivement données par les dégradations d*une même image qui offrant d'abord le blanc du premier ordre de la table de Newton, remonte peu à peu dans ce même ordre au bleu léger et au bleu sombre , par lesquels ce blanc est immédiatement précédé.

« J'ai appris depuis cette époque, de M. Arago, qu'il avait construit, avant moi, un cyanomètre où il emploie aussi la lumière polarisée, quoique sur d'autres principes; les nuances successives de bleu y sont produites par une même teinte de bleu fixe qui se mêle graduellement, et en proportion connue, avec des portions de blanc successivement croissantes. M. Arago avait remis un de ces appareils à M. Tennant lors de son dernier voyage en France. Il est à désirer pour la science que M. Arago publie les détails de la construction de cet appareil, ainsi que l'application ingénieuse qu'il a faite du même procédé de mélanges de teintes à la mesure des rapports d'intensité de la lumière sur les diverses parties du disque du Soleil. »

^80 SIXIÈME MËMOIRB

contre son emploi ^. Je l'ai modifié de manière à rendre ses indications comparables et son usage facile. 11 n'est I qu'une extension de mon polarimètre. On sait que ma lunette polariscopique se compose d'un tube fermé à l'une de ses extrémités par une plaque de cristal de roche perpendiculaire à l'axe, de 5 millimètres d'épaisseur, et d'un prisme doué de la double réfraction placé du côté de l'œil. Parmi les couleurs variées que donne cet appareil lorsque de la lumière polarisée le traverse et qu'on fait tourner le prisme sur lui-même, se trouve, par un heureux hasard, la nuance du bleu de ciel. Cette couleur bleue fort affaiblie, c'est-à-dire très-mélangée de blanc, lorsque la lumière est presque neutre, augmente d'intensité progressivement, à mesure que les rayons qui pénètrent dans l'instrument renferment une plus grande proportion de rayons polarisés.

Supposons donc que le polariscope AB (fig. 10) soit dirigé sur une feuille de papier blanc CD, qu'entre cette feuille et la lame de cristal de roche B il existe une pile de plaques de verre EF susceptible de changer d'inclinaison par rapport à l'axe de la lunette, ce qui rend la lumière éclairante du papier plus ou moins polarisée. La couleur bleue fournie par l'instrument va en augmentant avec l'inclinaison de la pile. On arrête le mouvement de la pile de glaces lorsque la couleur obtenue parait la même que celle de la région de l'atmosphère dont on veut déterminer la teinte cyanométrique et qu'on regarde à l'œil nu immédiatement à côlé de Tinstrument tenu à

1. T. IV des Notices scientifiques^ t VII des Œuvres^ p. i/i5.

SUK LA PHOTOMÉTRIE.

la main. La mesure de cette teinte est donnée par l'inclinaison de la pile qu'on détermine par le cercle gradué GH. Si la pile se compose toujours du même nombre de

plaques et d*une même espèce de verre, les observations faites en divers lieux sont parfaitement comparables entre elles.